3.3.2 电解质溶液中的电荷守恒与元素守恒 课件-2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

该高中化学课件聚焦电解质溶液中的电荷守恒、物料守恒与质子守恒三大关系，通过旧知回顾盐类水解规律，以Na₂CO₃溶液为实例导入新课，构建从水解原理到守恒关系的逻辑链，为学生提供衔接新旧知识的学习支架。 其亮点在于采用分步书写（如电荷守恒“列离子、分阴阳、补系数”）与对比表格总结三大守恒特点，结合课堂练习强化科学思维中的证据推理与模型建构能力。学生通过实例推导能掌握守恒书写方法，教师可借助结构化流程提升教学效率。

第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第三节 盐类的水解 第二课时 电解质溶液中的电荷守恒与元素守恒 教学目标 1．会分析判断常见电解质(酸、碱、盐)溶液中的粒子种类。 2．会分析判断常见混合溶液中的粒子种类。 3．掌握电解质溶液中粒子浓度间的三个守恒关系。 4．会判断混合溶液中粒子浓度的大小关系。 盐的水解 盐溶液的水解 盐溶液的酸碱性 盐溶液酸碱性的原因 谁强显谁性；同强显中性 弱酸的阴离子或弱碱的阳离子破坏水的电离平衡 实质 特征 水解方程式及水解规律 有弱才水解，无弱不水解；谁强显谁性，同强显中性；越弱越水解，都弱都水解； 旧知回顾 NH4Br NH4+ +H2O NH3·H2O + H+ S2- +H2O HS- + OH- HS- +H2O H2S + OH- 课堂练习 Na2S 课堂练习 4 新课导入 课堂练习 一 电荷守恒 (1)含义：电解质溶液中无论存在多少种离子溶液总是呈电中性: 所带电荷浓度与离子浓度的关系 离子浓度 电荷浓度 c(NH4+) c(Al3+) c(CO32-) c(NH4+) 3c(Al3+) 2c(CO32-) 电荷浓度 = 化合价的绝对值 × 离子浓度 阳离子所带正电荷总数=阴离子所带负电荷总数 阳离子所带正电荷总物质的量=阴离子所带负电荷总物质的量 阳离子所带正电荷总浓度=阴离子所带负电荷总浓度 (2)书写方法 以Na2CO3溶液的电荷守恒书写为例 ①列离子：列出溶液中的所有离子（注意不要忘记水的电离！） ②分阴阳：阳离子全部写到等号左侧，阴离子全部写到等号右侧 ③补系数：离子右上角角标是几，离子系数就是几，“1”省略不写 Na+、CO32-、OH-、HCO3-、H+ c(Na+) + c(H+) - c(OH-) + c( HCO3- )+ c(CO32-) c(Na+) + c(H+) = c(OH-) + c( HCO3- )+ 2c(CO32-) Na2CO3＝2Na＋＋CO32- CO32- ＋H2O ⇌ HCO3－＋OH－ HCO3－ ＋H2O ⇌ H2CO3＋OH－ H2O ⇌ H＋＋OH－ 一 电荷守恒 分步书写 分析盐溶液中的电离、水解过程 确定溶液中的阴阳离子 列出电荷守恒表达式 以NH4Cl 为例 NH4Cl = NH4++Cl- NH4++H2O NH3·H2O+H+ H2O OH- + H+ 阳离子： NH4+、H+ 阴离子： Cl– 、 OH– c ( NH4+ ) + c ( H+ ) = c ( Cl– ) + c ( OH– ) 写法归纳：找离子→分阴阳→列等式→乘电荷 书写下列溶液中的电荷守恒关系式 （1）H2SO3(aq) （2）(NH4)2SO4(aq) （3）CH3COONa(aq) （4）Na2SO3(aq) （5）NaHSO3(aq) （6）NaHCO3(aq) c( Na+ ) + c ( H+ ) = c ( CH3COO– ) + c ( OH– ) c( NH4+ ) + c ( H+ ) = 2c ( SO42– ) + c ( OH– ) c ( H+ ) = c ( HSO3– ) + 2c ( SO32- ) + c ( OH– ) c( Na+ ) + c ( H+ ) = c ( HSO3– ) + 2c ( SO32- ) + c ( OH– ) c( Na+ )+ c ( H+ ) = c ( HSO3– ) + 2c ( SO32- ) + c ( OH– ) c( Na+ ) + c ( H+ ) = c ( HCO3– ) + 2c ( CO32- ) + c ( OH– ) 课堂练习 小结 书写电荷守恒式必须注意： ①准确判断并找全溶液中阴、阳离子的种类； ②弄清离子浓度和电荷浓度的关系：系数看价态。 口诀 阴阳离子两边写 带几个电荷就配几 (1)含义:在电解质溶液中，由于某些离子发生水解或电离，离子的存在形式发生了变化，但该离子所含的某种元素在变化前后是守恒的。不同元素的原子数目之比也保持不变。物料守恒又叫元素守恒、原子守恒 即：某一元素的原始量等于该元素在溶液中各种存在形式的量之和。 二 物料守恒(元素守恒) (2)书写方法 以Na2CO3溶液的物料守恒书写为例 ①列粒子：列出溶液中含有指定元素的所有粒子（指定元素不考虑H、O) Na+、CO32-、HCO3-、H2CO3 二 物料守恒(元素守恒) Na2CO3＝2Na＋＋CO32- CO32- ＋H2O ⇌ HCO3－＋OH－ HCO3－ ＋H2O ⇌ H2CO3＋OH－ H2O ⇌ H＋＋OH－ 以Na2CO3溶液的物料守恒书写为例 ②分两侧：根据所含指定元素分列到等号两边 c(Na+) - c(CO32-) + c( HCO3- )+ c(OH-) 二 物料守恒(元素守恒) Na2CO3＝2Na＋＋CO32- CO32- ＋H2O ⇌ HCO3－＋OH－ HCO3－ ＋H2O ⇌ H2CO3＋OH－ H2O ⇌ H＋＋OH－ 以Na2CO3溶液的物料守恒书写为例 ①列粒子：列出溶液中含有指定元素的所有粒子（指定元素不考虑H、O) ②分两侧：根据所含指定元素分列到等号两边 ③补系数：根据指定元素的原子个数之比补齐系数 Na+、CO32-、HCO3-、H2CO3 c(Na+) - c(CO32-) + c( HCO3- )+ c(OH-) c(Na+) = 2c(CO32-) + 2c( HCO3- )+ 2c(OH-) n(Na+)：n(C)＝2：1 二 物料守恒(元素守恒) 分析盐溶液中的电离、水解过程 确定元素的存在形式（非H非O) 根据化学式中原子的比例关系 列出元素守恒表达式 分步书写 以Na2CO3为例 Na2CO3＝2Na＋＋CO32- CO32- ＋H2O ⇌ HCO3－＋OH－ HCO3－ ＋H2O ⇌ H2CO3＋OH－ H2O ⇌ H＋＋OH－ c (Na) : c (C) ＝2 : 1 c (Na+ ) = 2 [c (CO32–) + c (HCO3–) + c (H2CO3) ] Na+、CO32-、H2CO3、HCO3- 练一练: 写出下列物质溶液的元素质量守恒 （5）Na3PO4溶液 （1）NaHCO3 c (Na+)＝c (HCO3–) + c (CO32–) + c (H2CO3) （2）Na2SO3 c (Na+)=2[c ( HSO3－) + c ( SO32－ )+ c (H2SO3 )] （3）CH3COONa c (Na+)= c (CH3COO－) + c (CH3COOH) （4）NH4Cl c (Cl-)= c (NH4+) + c (NH3·H2O) c(Na+)=3c(HPO42-) +3c(H2PO4－)+3c(H3PO4) 即时训练 小结 书写物料守恒式必须注意： ①通过溶质的化学式（混合溶液须考虑各溶质的含量）列出特定元素的原子（或原子团）间的定量关系(特定元素一般为非H非O元素)。②找出特征元素在水溶液中的所有存在形式。 口诀 物料两边写 系数交叉配 (1)含义：在电解质溶液中，水电离出的c(H+)和c(OH-)始终相等，由于电离、水解等过程的发生，往往存在质子(H+)的得失，且各离子接受的质子总数等于水电离出的质子(H+)的总数。 三 质子守恒 关键：弄清水电离出来的H＋或OH－的去向。 注意：质子守恒可以用元素质量守恒和电荷守恒推出， 失去质子H+的总数 = 得到的质子H+总数 切入点：找出质子(H+)的所有来源与去向 如：Na2CO3 溶液中 CO32- H2O 基准粒子 ①列“弱”“水”：根据溶质写出溶液中的弱离子和水分子（即定能得失H+的分子或离子的基准物） 三 质子守恒 Na2CO3＝2Na＋＋CO32- CO32- ＋H2O ⇌ HCO3－＋OH－ HCO3－ ＋H2O ⇌ H2CO3＋OH－ H2O ⇌ H＋＋OH－ Na2CO3＝2Na＋＋CO32- CO32- ＋H2O ⇌ HCO3－＋OH－ H2O ⇌ H＋＋OH－ (3)书写方法 CO32- H2O 得到1个H+ H3O+ (H+) 得到1个H+ 得到2个H+ HCO3- 2 H2CO3 OH- 失去1个H+ 得到质子的产物 失去质子的产物 基准粒子 失H+产物 得H+产物 ②标H+去向：根据电离、水解规律写出溶液中的H+去向（写出基准物得质子和失质子的产物） 三 质子守恒 CO32- H2O 得到1个H+ H3O+ (H+) 得到1个H+ 得到2个H+ HCO3- 2 H2CO3 OH- 失去1个H+ 得到质子的产物 失去质子的产物 基准粒子 失H+产物 得H+产物 三 质子守恒 ③写等式：得失质子守恒 即：c(OH–) = c(H+) + c(HCO3–) + 2c(H2CO3) 【典例】 书写CH3COONa溶液中的质子守恒 CH3COOH H2O CH3COO- + H+ + H+ - H+ H3O+ (H+) OH- 基准粒子 得H+产物 失H+产物 c(OH-) = c(CH3COOH) +c(H+) 三 质子守恒 可将电荷守恒和物料守恒关系式叠加得到.（两式做差：消去不水解离子） 电荷守恒： 物料守恒： 质子守恒： Na2CO3溶液中质子守恒关系式 拓展延伸 写出Na2CO3溶液中三个守恒关系式 c(Na+) = 2c(CO32-) + 2c( HCO3- )+ 2c(OH-) c(Na+) + c(H+) = c(OH-) + c( HCO3- )+ 2c(CO32-) c(OH-)=c(HCO3-)+2c(H2CO3)+c(H+) 【典例】 写出Na3PO4溶液的质子守恒 c(OH-) = c(H+) + c(HPO4 2- ) + 2c(H2PO4 - ) + 3c(H3PO4 ) c(Na+ ) =3 c(PO4 3- ) +3c(HPO4 2- ) + 3c(H2PO4 - ) +3c(H3PO4 ) c(Na+ ) + c(H+) = c(OH-) + 3c(PO4 3- ) + 2c(HPO4 2- ) + c(H2PO4 - ) 电荷守恒： 质子守恒： 物料守恒： 三 质子守恒 练一练: 写出下列物质溶液的质子守恒 （1）Na2SO3 （2）NH4Cl c(OH–)=c(HSO3–)+2c(H2SO3)+c(H+) c(H+)=c(NH3•H2O)+c(OH–) 即时训练 只有离子，无分子——电荷守恒 有分子，无H＋/OH－——物料守恒 有分子，有H＋/OH－——质子守恒 按顺序判断 三大守恒 名称 别称诠释 适合对象 等式特点 电荷守恒 溶液电中性 任何电解质溶液 阴阳离子两边写；带几个电荷就配几 ；无分子 元素守恒 物料守恒 发生水解的盐或弱酸弱碱 等式一边是某元素的所有存在微粒浓度， 另一边是一个数据或另一元素离子浓度 有分子 质子守恒 由水电离出氢离子与氢氧根浓度永远相等 发生水解的盐溶液 等式一边是c(H+)，另一边是c(OH-)和OH-表达形式 等式一边是c(OH-)，另一边是c(H+)和H+表达形式； 有分子 联立电荷守恒和原子守恒， 消去与得到和给出质子无关的粒子（此处消去Na+）即：①-② Na2S溶液中： c（Na+）+ c(H+)=c(HS-)+c(OH-)+2c(S2-) 电荷守恒 元素质量守恒 c（Na+）=2[c(HS-)+c(H2S)+c(S2-)] c(HS- ）+c(H+) +2c(H2S)=c(OH-) 质子守恒 拓展：质子守恒与电荷守恒、元素质量守恒的关系 元素质量守恒 2c（Na+）=c(CH3COO-)+c(CH3COOH) CH3COOH与CH3COONa等浓度等体积混合溶液： c(Na+）+ c(H+)= c(CH3COO-)+ c(OH-) 电荷守恒 联立消去Na+，即2X① - ②： 2c(H+)+c(CH3COOH)=c(CH3COO- ）+2c(OH-) 2 2 2 2 质子守恒 结论：质子守恒 = 联立电荷守恒和质量守恒，消去相同微粒（与得到和给出质子无关的粒子）。 拓展：质子守恒与电荷守恒、元素质量守恒的关系 电荷守恒 物料守恒 质子守恒 三大守恒 溶液中，正负电荷总浓度始终相等 溶液中，关键原子的量始终守恒 溶液中，H2O电离的H+和OH-始终相等 课堂小结 （1） CH3COONa c( Na+ ) + c( H+ ) = c( CH3COO– ) + c( OH– ) 书写出下列电解质溶液中存在的电荷守恒、元素守恒、质子守恒。 c( Na+ ) = c( CH3COO– ) + c( CH3COOH) c( OH– )= c( CH3COOH ) +c( H+ ) （2）(NH4)2SO4 c( NH4+ ) + c( H+ ) = 2c( SO42– ) + c( OH– ) c( OH– ) + c( NH3·H2O) = c( H+ ) c( NH4+ ) + c( NH3·H2O ) = 2c( SO42– ) 随堂练习 （3） NaHCO3 （4）NaHS c(Na+) + c(H+)=c(OH-) + c(HCO3-)+2c(CO32-) c(Na+) + c(H+) ＝ c(OH－) + c(HS－) + 2c(S2－) 书写出下列电解质溶液中存在的电荷守恒、元素守恒、质子守恒。 c(Na+) =c(H2CO3) + c(HCO3-)+c(CO32-) c(OH-)+c(CO32-)=c(H+) +c(H2CO3) c(Na+) ＝ c(H2S) + c(HS－) + c(S2－) c(OH-) + c(S2－)＝ c(H2S) + c(H+) 随堂练习 （5）Na2S c(Na+) + c(H+) ＝ c(OH－) + c(HS－) + 2c(S2－) 书写出下列电解质溶液中存在的电荷守恒、元素守恒、质子守恒。 （6）Na3PO4 c(Na＋)＋c(H＋)＝3c(PO43-)＋2c(HPO42-)＋c(H2PO4-)＋c(OH－) c(Na+) ＝ c(H2S) + c(HS－) + c(S2－) 2c(H2S) +c(HS－) + c(H+) ＝ c(OH－) c(OH-) = c(H+) + c(HPO4 2- ) + 2c(H2PO4 - ) + 3c(H3PO4 ) c(Na+ ) + c(H+) = c(OH-) + 3c(PO4 3- ) + 2c(HPO4 2- ) + c(H2PO4 - ) 随堂练习 $